专利名称：在污水处理中用超声波强化生物过程的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及了一种在污水处理中使用的方法和装置，特别是在污水处理中用超声波强 化生物过程的方法和装置。
技术背景目前处理污水常用的工艺有多种， 一般来说，它们包括厌氧-缺氧-好氧工艺(AAO)、 吸附-生物降解工艺(AB)、折流式厌氧工艺(ABR)、前置反硝化生物脱氮工艺(AO)、 循环活性污泥工艺(CASS)、间歇循环延时曝气活性污泥工艺(ICEAS)、膜生物反应器 工艺(MBR)、奥贝尔氧化沟脱氮除磷工艺(ORBAL)、氧化沟工艺(OD)、序批式活性 污泥工艺(SBR)、交替式生物处理池工艺(UNITANK)和南非开普顿大学发明的除磷脱 氮工艺(UCT)等。超声波强化生物过程的方法(USE——来自Ultrasonkally Enhance的英文缩写)是用 超声波来处理在污水或者污泥处理的某一位置或生化段上的污水或污泥，它可以改善出 水、减少污泥、增加沼气、增加碳源、消除膨胀污泥等。在上述工艺的处理过程中均可使 用超声波设备，使这些工艺得以强化，使污泥的处理性能在下列方面得到明显改善 -补充碳源、提高脱氮效率，-增强微生物活性、提高降解效率和深度、减少污泥量， -提高污泥厌氧消化效率、增加沼气产量， -消除和预防膨胀污泥/漂浮污泥。 超声波工艺就是在上述各个工艺基础上增加一条连接污泥浓缩池或者浓缩污泥管路 和生化段的污泥管路，将部分污泥经超声处理后经过这条管路回流到生化段适当的位置， 以全部或者部分达到上述目标。对于污泥厌氧消化，这条管路连接污泥浓缩池或者浓縮污 泥管路和厌氧消化池。增加污泥管路后，各工艺的生物学机理和处理效果将有很大改善。目前用超声波处理污泥通常都是一次性处理以达到所设定的处理时间，即一次性长时 间处理。但是本案申请人发现多次短时间处理，总的时间保持不变，可以获得更好的效果。 根据本案申请人的研究成果和实践经验，用一次性处理法和多次性处理法均可达到增加碳源、改善出水水质和污泥减量的目的，并且后一种方法在效果方面优于前一种方法
发明内容
本发明的发明目的在于提供了一种在污水处理中用超声波多次、短时间对生物进行 强化处理的方法及装置。为了实现本发明的目的，本发明的一种在污水处理中用超声波强化生物过程的方法， 从污水处理的好氧池或生物反应池的好氧区出来经浓縮或脱水后，将污泥引入超声波设备 中对其进行处理，其中在污泥通过超声波设备后，将污泥存入储泥罐中，然后将一部分 存入储泥罐中的污泥返回到超声波设备中去，另一部分污泥返回到污水处理的生物反应池 的缺氧区或预备反应区、中间池或厌氧消化池中去；本发明的一种在污水处理中用超声波强化生物过程的方法，其中对储泥罐中的污泥 进行搅拌，使其充分混合；本发明的一种在污水处理中用超声波强化生物过程的方法，其中污泥在超声波设备 中每次停留的时间t为总停留时间T除以(l+n)，其中n为流量倍数，它等于重复处理 的污泥总量与外部进水量之比；本发明的一种在污水处理中用超声波强化生物过程的方法，其中污泥在超声波设备 中的总停留时间T为30-120秒，流量倍数n在0-20的范围内；本发明的一种在污水处理中用超声波强化生物过程的方法，其中所述超声波设备是在温 度5-40'C的范围内、工作压力为0-2巴和用具有20-100千赫兹的超声波对含有污泥量为 3-10%的污泥进行处理的；本发明的一种在污水处理中用超声波强化生物过程的方法使用的装置，它包括超声 波设备，其中它还包括储泥罐、循环泵和三通调节阀，超声波设备的污泥出口与储泥 罐的污泥进口相连，储泥罐的污泥出口通过循环泵与三通调节阀的第一端相连，三通调节 阀的第二端与超声波设备的污泥进口相连，三通调节阀的第三端与污水处理的生物反应池 的缺氧区或预备反应区、中间池或厌氧消化池相连；本发明的一种在污水处理中用超声波强化生物过程的方法使用的装置，其中所述储 泥罐内装有搅拌器；本发明的一种在污水处理中用超声波强化生物过程的方法使用的装置，其中所述超 声波设备、搅拌器和储泥罐制成一体的设备，该设备内置有循环泵；本发明的一种在污水处理中用超声波强化生物过程的方法使用的装置，其中所述的 好氧池或生物反应池的好氧区后面装有沉淀池或/和浓縮池，沉淀池或/和浓縮池与上述超 声波设备相连。
本发明的一种在污水处理中用超声波强化生物过程的方法和装置与现有的用超声波强 化生物过程的方法和装置相比增加了污水的反硝化效率，减少了污泥量，增加了厌氧消 化中的沼气产量，并且可以消除污泥的膨胀，预防污泥的漂浮。
图1是本发明的一种在污水处理中用超声波强化生物过程的方法和装置的流程示意图；图2是本发明的装置在氧化沟工艺中应用的流程示意图； 图3是超声波处理工艺和常规工艺优缺点对比的表格。
具体实施方式
如图1所示， 一种在污水处理中用超声波强化生物过程的方法，从污水处理的某一位 置或生化段的装置经浓縮或脱水后，将污泥引入超声波设备1对其进行处理，污泥在超声 波设备1中每次停留的时间为tt= T其中T为总停留时间，T一般在30-120秒之间进行选择，最好为120秒。n为流量倍数，它等于重复处理的污泥总量与外部进水量之比， 一般在在0-20 的范围内进行选择，n值的取值会因地而异，属于现场调试的范畴。在总停留时间选定为120秒时，例如，当n值取1.4时，停留时间是50秒，当n取19 时，停留时间是6秒。由此也可以算出每分钟污泥的重复处理次数为u 60 l + w f 2对于n取值1.4和19，每分钟污泥被重复处理的次数分别1.2和10次。在实践中，t 和N均可作为运行参数选择和控制。在污泥通过超声波设备1后，将污泥存入储泥罐3中，对储泥罐3中的污泥进行搅拌， 使其充分混合，然后将一部分存入储泥罐3中的污泥返回到超声波设备1中去，另一部分 污泥返回到污水处理的某一位置或生化段的装置中去，其中某一位置或生化段的装置根 据污泥处理本身使用工艺的不同，通常污泥从好氧池或生物反应池的好氧区出来，进入生 物反应池的缺氧区或预备反应区、中间池或厌氧消化池。超声波设备1是在温度5-4(TC的范围内，工作压力为0-2巴和用具有20-100千赫兹的 超声波对含有污泥量为3-10%的污泥进行处理的，污泥中的含污泥的量不得低于3%。 超声波设备l布置原则相同， 一般位于剩余污泥浓縮池之后。对于没有污泥浓縮池的 污水厂，可以在超声设备前布置一个离心浓缩或脱水设备，将污泥浓縮至含固率3~6%的 浓度，这是最佳浓度。如果3~6%控制不易，也可以将其浓度提高或降低以适应当地操作 条件，但是提高含固率上限浓度不应超过10%。从图3中可以看出使用本发明的超声波强化生物过程的方法增加了污水的反硝化效 率，减少了污泥量，增加了厌氧消化中的沼气产量，并且可以消除污泥的膨胀，预防污泥 的漂浮，图3中的污泥产量、消化时间和脱水性能的效果存在，但不重复得分。*的多少 表示相对优劣和此指标的重要性。如图1所示，在污水处理中用超声波强化生物过程的装置包括超声波设备1、循环 泵4、储泥罐3和三通调节阀5,超声波设备1的污泥出口与储泥罐3的污泥进口相连， 储泥罐3的污泥出口通过循环泵4与三通调节阀5的第一端相连，三通调节阀5的第二端 与超声波设备1的污泥进口相连，三通调节阀5的第三端与污水处理的生物反应池的缺氧 区或预备反应区、中间池或厌氧消化池相连。储泥罐3内装有搅拌器2。超声波设备l、搅拌器2和储泥罐3可以制成一体的设备，该设备内置有循环泵4。操作者首先设定污泥在超声波设备l中每次的停留时间，然后通过调节循环泵4和三 通调节阀5来确保污泥在超声波设备1中每次的停留时间，使进入超声波设备1中的污泥 的量为外部进泥量和储泥罐3的返回污泥量之和，从超声波设备1中出来的污泥的量也为 外部进泥量和储泥罐3的返回污泥量之和，从储泥罐3进入污水处理的某一位置或生化段 的装置的污泥为外部进泥量。这样就达到了一种平衡。对于连续运行的工艺，例如厌氧-缺氧-好氧工艺(AAO)、前置反硝化生物脱氮工艺 (AO)、氧化沟(OD)、膜生物反应器工艺(MBR)等工艺，超声波处理设备的位置固定在污泥处理的某一位置，如好氧池或好氧区，在该位置后装有污泥浓縮池和/或二沉池，从縮池和/或二沉池出来的污泥加入超声波设备1，使进入超声波设备1的污泥中含污泥量在3_10%之间，经过超声波设备1处理的污泥根据需要进入污水处理的某一位置，如 缺氧池或厌氧消化池。如果没有浓縮池，则布置在二沉池之后，通过在超声波设备前设置 离心浓縮或脱水设备来提高污泥的浓度。如图2所示，以氧化沟工艺为例，污水通过预处理装置6进入氧化沟7,从氧化沟7 的好氧区出来的污水进入二沉池8进行沉淀，沉淀后的污泥送入浓縮池9进行浓縮，沉淀 后的水从二沉池8的上端流出，本发明的超声波处理强化生物过程的装置放置在浓縮池9 和氧化沟7之间，含有污泥量为3-10%的污泥从浓縮池9进入本发明的超声波处理强化生
物过程的装置的入口，污泥从本发明的超声波处理强化生物过程的装置的出口再引入到氧 化沟7的缺氧区，根据需要只将从浓缩池9中流出的污泥的一部分引入到本发明的超声波 处理强化生物过程的装置中， 一般来说引入到本发明的超声波处理强化生物过程的装置的 污泥量占从浓縮池9中流出的总污泥的20-50%，最好为30%，剩余的污泥进行污泥脱水处理。对于不连续运行的工艺，例如序批式活性污泥工艺(SBR)、循环活性污泥工艺 (CASS)、交替式生物处理工艺(UNITANK)等，设备仍然布置在剩余污泥浓縮池或二沉 池之后，但是由于上述工艺都是在一种设备经不同的含氧状态下完成的，例如从好氧状 态下引出的污泥，经过本发明的超声波处理强化生物过程的装置后，在设备的缺氧状态下 引入，这时在污泥在超声波设备1中每次停留的时间不仅要考虑流量倍数和总停留时间， 还要考虑上述工艺的流程所需要的时间。以上描述只是对本发明的解释，不是对本发明的限定，除了本发明所列举的用本发明 的超声波强化生物过程的方法和装置用于污水处理工艺中的例子外，本发明的超声波强化 生物过程的方法和装置可以用于任何污水处理工艺中，本发明所限定的范围参见权利要 求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
权利要求
1.一种在污水处理中用超声波强化生物过程的方法，从污水处理的好氧池或生物反应池的好氧区出来经浓缩或脱水后，将污泥引入超声波设备(1)中对其进行处理，其特征在于在污泥通过超声波设备(1)后，将污泥存入储泥罐(3)中，然后将一部分存入储泥罐(3)中的污泥返回到超声波设备(1)中去，另一部分污泥返回到污水处理的生物反应池的缺氧区或预备反应区、中间池或厌氧消化池中去。
2. 如权利要求1所述的在污水处理中用超声波强化生物过程的方法，其特征在 于对储泥罐(3)中的污泥进行搅拌，使其充分混合。
3. 如权利要求2所述的在污水处理中用超声波强化生物过程的方法，其特征在 于污泥在超声波设备(1)中每次停留的时间t为总停留时间T除以(l+n)，其中n为流量倍数，它等于重复处理的污泥总量与外部进水量之比。
4. 如权利要求3所述的在污水处理中用超声波强化生物过程的方法，其特征在 于污泥在超声波设备(1)中的总停留时间T为30-120秒，流量倍数n在0-20的范围 内。
5. 如权利要求4所述的在污水处理中用超声波强化生物过程的方法，其特征在 于所述超声波设备(1)是在温度5-40'C的范围内、工作压力为0-2巴和用具有20-100 千赫兹的超戸波对含有污泥量为3-10%的污泥进行处理的。
6. 如权利要求1所述的在污水处理中用超声波强化生物过程的方法的装置，它包括超声波设备(1)，其特征在于它还包括储泥罐(3)、循环泵(4)和三通调节阀(5)，超声波设备(1)的污泥出口与储泥罐(3)的污泥进口相连，储泥罐(3)的污泥 出口通过循环泵(4)与三通调节阀(5)的第一端相连，三通调节阀(5)的第二端与超 声波设备(1)的污泥进口相连，三通调节阀(5)的第三端与污水处理的生物反应池的缺 氧区或预备反应区、中间池或厌氧消化池相连。
7. 如权利要求6所述的装置，其特征在于所述储泥罐(3)内装有搅拌器(2)。
8. 如权利要求7所述的装置，其特征在于所述超声波设备(1)、搅拌器(2) 和储泥罐(3)制成一体的设备，该设备内置有循环泵(4)。
9. 如权利要求6或7或8所述的装置，其特征在于所述的好氧池或生物反应池的 好氧区后面装有沉淀池或/和浓縮池，沉淀池或/和浓縮池与上述超声波设备(1)相连。
全文摘要
本发明涉及了一种在污水处理中用超声波强化生物过程的方法和装置，从污水处理的好氧池或生物反应池的好氧区出来经浓缩或脱水后，将污泥引入超声波设备中对其进行处理，其特征在于在污泥通过超声波设备后，将污泥存入储泥罐中，然后将一部分存入储泥罐中的污泥返回到超声波设备中去，另一部分污泥返回到污水处理的生物反应池的缺氧区或预备反应区、中间池或厌氧消化池中去，装置包括超声波设备、储泥罐、循环泵和三通调节阀，本发明与现有的方法和装置相比增加了污水的反硝化效率，减少了污泥量，增加了厌氧消化中的沼气产量，并且可以消除污泥的膨胀，预防污泥的漂浮。
文档编号C02F11/00GK101148308SQ20071012156
公开日2008年3月26日 申请日期2007年9月10日 优先权日2007年9月10日
发明者杨顺生, 韩德民 申请人:北京紫石千年环保设备有限公司